深海环境中304不锈钢腐蚀行为研究

doi:10.11902/1005.4537.2018.103

中国腐蚀与防护学报

2019, Vol. 39

Issue (2): 145-151 DOI: 10.11902/1005.4537.2018.103

研究报告

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深海环境中304不锈钢腐蚀行为研究

彭文山,侯健,丁康康,郭为民,邱日,许立坤(

)

中国船舶重工集团公司第七二五研究所海洋腐蚀与防护重点实验室青岛 266237

Corrosion Behavior of 304 Stainless Steel in Deep Sea Environment

Wenshan PENG,Jian HOU,Kangkang DING,Weimin GUO,Ri QIU,Likun XU(

)

State Key Laboratory for Marine Corrosion and Protection, Luoyang Ship Material Research Institute(LSMRI), Qingdao 266237, China

全文: PDF(8572 KB) HTML

摘要:

采用深海高效串型试验装置对深海环境中304不锈钢进行实海腐蚀实验，并利用SEM，EDS，EIS和XPS技术，分析了304不锈钢在1200，2000和3000 m海深下的腐蚀行为。结果表明：304不锈钢在深海中的腐蚀速率较小，在1200，2000和3000 m深度海水中暴露0.5 a的腐蚀速率分别为1.84，2.07和3.11 μm/a，腐蚀速率随着海水深度的增加略微增大；各海水环境因素对304不锈钢深海腐蚀速率的影响程度由大到小为：压力＞氧含量＞电导率＞温度＞pH值；深海环境中，304不锈钢表面局部发生缝隙腐蚀，缝隙腐蚀深度随海水深度增加而加深；深海试样腐蚀产物主要是Fe₃O₄和NiO。

关键词 ：深海环境, 304不锈钢, 腐蚀, 实海实验

Abstract：

The real sea water corrosion behavior of 304 stainless steel was studied at different depths such as 1200, 2000 and 3000 m below sea level in the South China Sea via a home-made series cage-like equipment, as well as SEM, EDS, EIS and XPS techniques. The results show that: the corrosion rate of 304 stainless steel in deep sea is relatively small. The corrosion rates for 0.5 a at depths of 1200, 2000, and 3000 m below sea level are 1.84, 2.07, and 3.11 μm/a, respectively, and the corrosion rate slightly increases with the depth. The influence degree of seawater environmental factors on the corrosion rate of 304 stainless steel decreases in a descending order as follows: pressure, oxygen content, electrical conductivity, temperature, pH. Crevice corrosion occurs locally on the surface of 304 stainless steel and the depth of the crevice corrosion increases with the increasing depth. The corrosion products for the tested 304 stainless steel consist mainly of Fe₃O₄ and NiO.

Key words： deep sea environment 304 stainless steel corrosion real sea experiment

收稿日期: 2018-07-13

ZTFLH:

TG172

通讯作者: 许立坤 E-mail: xulk@sunrui.net

Corresponding author: Likun XU E-mail: xulk@sunrui.net

作者简介: 彭文山，男，1987年生，博士，工程师

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引用本文:

彭文山,侯健,丁康康,郭为民,邱日,许立坤. 深海环境中304不锈钢腐蚀行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2019, 39(2): 145-151.
Wenshan PENG, Jian HOU, Kangkang DING, Weimin GUO, Ri QIU, Likun XU. Corrosion Behavior of 304 Stainless Steel in Deep Sea Environment. Journal of Chinese Society for Corrosion and protection, 2019, 39(2): 145-151.

链接本文:

https://www.jcscp.org/CN/10.11902/1005.4537.2018.103 或 https://www.jcscp.org/CN/Y2019/V39/I2/145

表1 南海不同深度海水环境数据

图1 304不锈钢在不同深度海水暴露时的腐蚀速率

图2 304不锈钢深海腐蚀除锈前后的宏观形貌

图3 304不锈钢试样在2000 m海深处腐蚀后的表面缝隙腐蚀微观形貌

图4 304不锈钢在不同深度的南海中暴露0.5 a后的表面微观形貌

图5 不同海深下腐蚀后的304不锈钢的电化学阻抗谱

图6 不同海深下腐蚀后的304不锈钢的Bode图

图7 拟合等效电路图

表2 拟合电路数据

图8 304不锈钢试样在不同深度海水中暴露0.5 a后表面腐蚀产物的EDS分析结果

表3 304不锈钢试样在不同深度海水中暴露0.5 a后的表面腐蚀产物元素组成

图9 304不锈钢试样在不同深度海水中暴露0.5 a后的表面腐蚀产物XPS分析

表4 304不锈钢腐蚀产物中主要元素含量

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